WO2024176545A1

WO2024176545A1 - 電動機、圧縮機、及び機器

Info

Publication number: WO2024176545A1
Application number: PCT/JP2023/041904
Authority: WO
Inventors: 健二北島; 正貴角; 健吾宮川
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2023-02-24
Filing date: 2023-11-22
Publication date: 2024-08-29

Abstract

固定子ティース先端部３２Ｂに固定子側小孔８０を形成し、固定子ティース基部３２Ａを形成する一対の固定子ティース基部側面を、回転子２０の回転方向に位置する前方固定子ティース基部側面３２ＡＦと、回転子２０の反回転方向に位置する後方固定子ティース基部側面３２ＡＲとし、固定子ティース基部３２Ａの周方向の幅Ｔの時、固定子側小孔８０を後方固定子ティース基部側面３２ＡＲから幅１／３Ｔの範囲に配置し、前方フラックスバリア６０Ｆを後方フラックスバリア６０Ｒよりも長くし、前方フラックスバリア６０Ｆの後端に回転子側前方小孔７０Ｆを形成し、後方フラックスバリア６０Ｒの前端に回転子側後方小孔７０Ｒを形成することで、高効率を維持して、径方向の電磁力の抑制と、回転方向のトルクムラであるトルクリップルの抑制を同時に実現できる電動機１４、この電動機１４を用いた圧縮機１０、この圧縮機１０を用いた機器を提供する。

Description

電動機、圧縮機、及び機器

　本発明は、電動機、この電動機を用いた圧縮機、及びこの圧縮機を用いた機器に関する。

　特許文献１は、回転子に磁気飽和助長手段を設けることで飽和しやすくなり、回転子と固定子の間で発生する不平衡磁気吸引力を低減させることができ、シャフトの軸振れを抑えて圧縮機構を適切に駆動できる電動機を提案している。

特開２０２０－１６２３７９号公報

　特許文献１では、回転子に回転方向側に磁気抵抗部を配置して、径方向の電磁力である不平衡磁気吸引力を低減させシャフトの軸振れを抑制して、圧縮機構を適切に駆動できるが、モータの回転ムラであるトルクリップルが大きくなりやすい。

　そこで本発明は、高効率を維持して、径方向の電磁力の抑制と、回転方向のトルクムラであるトルクリップルの抑制を同時に実現できる電動機、この電動機を用いた圧縮機、この圧縮機を用いた機器を提供することを目的とする。

　請求項１記載の本発明の電動機１４は、回転軸４を中心に複数の永久磁石２２を配置した回転子２０と、前記回転子２０とエアギャップを介して配置された固定子３０とを有し、前記固定子３０は、前記回転軸４を中心とした環状の固定子ヨーク３１と、前記固定子ヨーク３１から前記回転子２０に向かって延出した複数の固定子ティース３２と、前記固定子ティース３２間に形成されるスロット３３とを有し、前記スロット３３には巻線が配置され、前記固定子ティース３２は、前記巻線が巻かれる固定子ティース基部３２Ａと、前記回転子２０と対向する固定子ティース内周面３２Ｓを形成する固定子ティース先端部３２Ｂとを有し、前記回転子２０には、前記永久磁石２２の両端から前記永久磁石２２の磁極中心に向けて延びるフラックスバリア６０を有し、前記フラックスバリア６０は、前記回転子２０の回転子外周面２０Ｓに沿って形成されて、前記永久磁石２２よりも前記固定子３０側に配置され、前記フラックスバリア６０として、前記回転子２０の回転方向に形成する前方フラックスバリア６０Ｆと、前記回転子２０の反回転方向に形成する後方フラックスバリア６０Ｒとを有する電動機１４であって、前記固定子ティース先端部３２Ｂには固定子側小孔８０を形成し、前記固定子ティース基部３２Ａを形成する一対の固定子ティース基部側面を、前記回転子２０の前記回転方向に位置する前方固定子ティース基部側面３２ＡＦと、前記回転子２０の前記反回転方向に位置する後方固定子ティース基部側面３２ＡＲとし、前記固定子ティース基部３２Ａの周方向の幅をＴとしたときに、前記固定子側小孔８０を、前記後方固定子ティース基部側面３２ＡＲから幅１／３Ｔの範囲に配置し、前記前方フラックスバリア６０Ｆを、前記後方フラックスバリア６０Ｒよりも長くし、前記前方フラックスバリア６０Ｆの後端に回転子側前方小孔７０Ｆを形成し、前記後方フラックスバリア６０Ｒの前端に回転子側後方小孔７０Ｒを形成したことを特徴とする。
　請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の電動機１４において、前記前方フラックスバリア６０Ｆを、前記回転軸４の中心に対して角度αの範囲に形成し、前記回転子２０の極数をＰとすると、前記角度αを、極間の中心を基準として４≦α≦１２０／Ｐの範囲としたことを特徴とする。
　請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の電動機１４において、前記固定子側小孔８０、前記回転子側前方小孔７０Ｆ、及び前記回転子側後方小孔７０Ｒを空隙としたことを特徴とする。
　請求項４記載の本発明は、請求項１に記載の電動機１４において、前記固定子側小孔８０、前記回転子側前方小孔７０Ｆ、及び前記回転子側後方小孔７０Ｒを円形としたことを特徴とする。
　請求項５記載の本発明は、請求項１に記載の電動機１４において、前記固定子ティース先端部３２Ｂの前記固定子ティース内周面３２Ｓから前記固定子側小孔８０までの寸法Ｌを、前記固定子側小孔８０の直径よりも小さくしたことを特徴とする。
　請求項６記載の本発明は、請求項１に記載の電動機１４において、前記回転子外周面２０Ｓから前記回転子側前方小孔７０Ｆまでの寸法Ｍを、前記回転子側前方小孔７０Ｆの直径よりも小さくしたことを特徴とする。
　請求項７記載の本発明は、請求項１に記載の電動機１４において、前記回転子外周面２０Ｓから前記回転子側後方小孔７０Ｒまでの寸法Ｎを、前記回転子側後方小孔７０Ｒの直径よりも小さくしたことを特徴とする。
　請求項８記載の本発明は、請求項１に記載の電動機１４において、前記回転子外周面２０Ｓから前記フラックスバリア６０までの寸法Ｑを、前記フラックスバリア６０の径方向幅よりも小さくしたことを特徴とする。
　請求項９記載の本発明は、請求項１に記載の電動機１４において、前記固定子側小孔８０を１つとし、前記回転子側前方小孔７０Ｆ及び前記回転子側後方小孔７０Ｒをそれぞれ２つとしたことを特徴とする。
　請求項１０記載の本発明の圧縮機１０は、請求項１から請求項９に記載の電動機１４を用いた圧縮機１０であって、前記回転軸４に圧縮機構部１３を連結し、前記圧縮機構部１３によって冷媒を圧縮することを特徴とする。
　請求項１１記載の本発明の機器は、請求項１０に記載の圧縮機１０を用いた機器であって、前記圧縮機１０、凝縮器１７、減圧装置１８、及び蒸発器１９を配管によって環状に接続したことを特徴とする。

　本発明によれば、高効率を維持して、径方向の電磁力の抑制と、回転方向のトルクムラであるトルクリップルの抑制を同時に実現できる。

本発明の一実施例による電動機を用いた圧縮機、及びこの圧縮機を用いた冷凍装置の構成図本実施例による電動機の要部構成図本発明の電動機の効果を示す説明図本発明と比較例との磁束密度コンター図本発明と比較例との電磁力最大時におけるギャップ中の磁束密度を示すグラフ本実施例による電動機を用いたスクロール圧縮機、及びこのスクロール圧縮機を用いた冷凍装置の構成図

　本発明の第１の実施の形態による電動機は、固定子ティース先端部には固定子側小孔を形成し、固定子ティース基部を形成する一対の固定子ティース基部側面を、回転子の回転方向に位置する前方固定子ティース基部側面と、回転子の反回転方向に位置する後方固定子ティース基部側面とし、固定子ティース基部の周方向の幅をＴとしたときに、固定子側小孔を、後方固定子ティース基部側面から幅１／３Ｔの範囲に配置し、前方フラックスバリアを、後方フラックスバリアよりも長くし、前方フラックスバリアの後端に回転子側前方小孔を形成し、後方フラックスバリアの前端に回転子側後方小孔を形成したものである。本実施の形態によれば、高効率を維持して、径方向の電磁力の抑制と、回転方向のトルクムラであるトルクリップルの抑制を同時に実現できる。

　本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による電動機において、前方フラックスバリアを、回転軸の中心に対して角度αの範囲に形成し、回転子の極数をＰとすると、
角度αを、極間の中心を基準として４≦α≦１２０／Ｐの範囲としたものである。本実施の形態によれば、回転子の極数に適したフラックスバリアを形成することができる。

　本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態による電動機において、固定子側小孔、回転子側前方小孔、及び回転子側後方小孔を空隙としたものである。本実施の形態によれば、生産性に優れる。

　本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態による電動機において、固定子側小孔、回転子側前方小孔、及び回転子側後方小孔を円形としたものである。本実施の形態によれば、生産性に優れる。

　本発明の第５の実施の形態は、第１の実施の形態による電動機において、固定子ティース先端部の固定子ティース内周面から固定子側小孔までの寸法Ｌを、固定子側小孔の直径よりも小さくしたものである。本実施の形態によれば、回転子と固定子との間のエアギャップ中の磁束密度の低減効果を高めることができる。

　本発明の第６の実施の形態は、第１の実施の形態による電動機において、回転子外周面から回転子側前方小孔までの寸法Ｍを、回転子側前方小孔の直径よりも小さくしたものである。本実施の形態によれば、回転子と固定子との間のエアギャップ中の磁束密度の低減効果を高めることができる。

　本発明の第７の実施の形態は、第１の実施の形態による電動機において、回転子外周面から回転子側後方小孔までの寸法Ｎを、回転子側後方小孔の直径よりも小さくしたものである。本実施の形態によれば、回転子と固定子との間のエアギャップ中の磁束密度の低減効果を高めることができる。

　本発明の第８の実施の形態は、第１の実施の形態による電動機において、回転子外周面からフラックスバリアまでの寸法Ｑを、フラックスバリアの径方向幅よりも小さくしたものである。本実施の形態によれば、回転子と固定子との間のエアギャップ中の磁束密度の低減効果を高めることができる。

　本発明の第９の実施の形態は、第１の実施の形態による電動機において、固定子側小孔を１つとし、回転子側前方小孔及び回転子側後方小孔をそれぞれ２つとしたものである。本実施の形態によれば、径方向の電磁力の変動幅を低減できるとともに、トルクリップルを大幅に低減できる。

　本発明の第１０の実施の形態による圧縮機は、第１から第９のいずれかの実施の形態による電動機を用いた圧縮機であり、回転軸に圧縮機構部を連結し、圧縮機構部によって冷媒を圧縮するものである。本実施の形態によれば、低振動による圧縮機を実現できる。

　本発明の第１１の実施の形態による機器は、第１０の実施の形態による圧縮機を用いた機器であり、圧縮機、凝縮器、減圧装置、及び蒸発器を配管によって環状に接続したものである。本実施の形態によれば、トルクを低下させることなく、低振動による低騒音と、高効率な機器を実現できる。

　以下本発明の一実施例による圧縮機について説明する。なお、以下の実施例によって本発明が限定されるものではない。

　図１は、本実施例による電動機を用いた圧縮機、及びこの圧縮機を用いた冷凍装置の構成図である。本実施例による圧縮機はロータリー圧縮機を示している。
　密閉容器１には、冷媒を吸入する吸入管２と、冷媒を吐出する吐出管３とが接続されている。密閉容器１の内部には、吸入管２から吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構部１３と、圧縮機構部１３を駆動する電動機１４とが配置されている。密閉容器１内の底部は貯オイル部１１となっている。
　圧縮機構部１３は、シリンダ１３ａと、ピストン１３ｂと、ベーン（図示せず）と、主軸受１３ｃと、副軸受１３ｄとから構成されている。シリンダ１３ａは密閉容器１に固定される。ピストン１３ｂはシリンダ１３ａ内を貫通する回転軸４の偏心部４ａに自転自在に嵌合される。ベーンは、シリンダ１３ａの内壁面に沿って転動するピストン１３ｂに追従して、ベーン溝を往復動する。主軸受１３ｃと副軸受１３ｄは、シリンダ１３ａの上端面と下端面を密閉するとともに、回転軸４を支持する。
　電動機１４は、密閉容器１に固定される固定子３０と、固定子３０の内周に配置される回転子２０とからなる。
　冷媒は、吸入管２から圧縮機構部１３に吸入され、圧縮機構部１３で圧縮される。その後、冷媒は、電動機１４を通過して吐出管３から吐出される。

　本実施例による冷凍装置は、圧縮機１０、凝縮器１７、減圧装置１８、及び蒸発器１９が配管によって環状に接続されている。凝縮器１７では吐出管３から吐出される冷媒を凝縮し、減圧装置１８では凝縮器１７で凝縮された冷媒を減圧し、蒸発器１９では減圧装置１８で減圧された冷媒を蒸発させる。
　蒸発器１９で蒸発された冷媒は、アキュムレータ１６を介して圧縮機１０に戻される。
　図１に示す圧縮機１０は、回転軸４の一端（下端）側だけを軸受（主軸受１３ｃ、副軸受１３ｄ）で受けるため、回転軸４の他端（上端）側での軸振れが生じやすい。従って、径方向の電磁力の抑制と回転方向のトルクムラであるトルクリップルの抑制を同時に実現できる電動機１４による低振動化の効果が高い。

　図２は本実施例による電動機の要部構成図であり、図２（ａ）は固定子と回転子とを示す要部構成図、図２（ｂ）は回転子を示す要部構成図、図２（ｃ）は図２（ａ）の要部拡大図である。
　本実施例では、回転子２０は回転軸４に固定され、固定子３０は密閉容器１に固定される。また、本実施例では、極数Ｐが６極の電動機１４を示している。
　なお、図２（ａ）に示す矢印は回転子２０の回転方向を示しており、本実施例では、回転子２０は反時計回りに回転する。

　回転子２０は、ロータコアシートが積層されて筒状に形成されるロータコア２１と、ロータコア２１の外周部に形成されたスリットに配置される永久磁石２２とを有している。回転子２０は、回転軸４を中心に複数の永久磁石２２を配置している。
　ロータコアシートは、厚さが０．３ｍｍ程度の電磁鋼板であり、ロータコア２１は磁性体で構成されている。
　ロータコア２１は、中心部には回転軸４を配置する貫通孔２３を有し、貫通孔２３の周囲には軸方向に複数のロータ冷媒通路２４を備えている。ロータ冷媒通路２４は、貫通孔２３と永久磁石２２との間に同心円状に複数形成される。

　回転子２０には、永久磁石２２の両端から永久磁石２２の磁極中心に向けて所定幅で延びるフラックスバリア６０を有している。フラックスバリア６０は、永久磁石２２を配置するスリットから連続する空隙で形成される磁気抵抗部である。なお、フラックスバリア６０は、磁気抵抗を高めるものであり、非磁性であれば効果が高く、樹脂が埋まっていてもよい。
　フラックスバリア６０は、回転子２０の回転子外周面２０Ｓに沿った円弧状に形成されて、永久磁石２２よりも固定子側に配置される。フラックスバリア６０として、回転子２０の回転方向に形成する前方フラックスバリア６０Ｆと、回転子２０の反回転方向に形成する後方フラックスバリア６０Ｒとを有する。

　前方フラックスバリア６０Ｆは、回転軸４の中心に対して極間の中心を基準として角度αの範囲に形成し、後方フラックスバリア６０Ｒは、回転軸４の中心に対して極間の中心を基準として角度βの範囲に形成する。
　ここで、角度αは角度βより大きい。すなわち、前方フラックスバリア６０Ｆは、後方フラックスバリア６０Ｒよりも長く形成する。
　前方フラックスバリア６０Ｆを形成する角度αは、回転子２０の極数をＰとすると、極間の中心を基準として４≦α≦１２０／Ｐの範囲とする。
　回転子外周面２０Ｓからフラックスバリア６０までの寸法Ｑは、フラックスバリア６０の径方向幅よりも小さくすることで、回転子２０と固定子３０との間のエアギャップ中の磁束密度の低減効果を高めることができる。

　前方フラックスバリア６０Ｆの後端には回転子側前方小孔７０Ｆを形成し、後方フラックスバリア６０Ｒの前端には回転子側後方小孔７０Ｒを形成している。回転子側前方小孔７０Ｆ及び回転子側後方小孔７０Ｒは、それぞれ２つとすることが好ましい。回転子側前方小孔７０Ｆ及び回転子側後方小孔７０Ｒは、磁気抵抗を高めるものであり、非磁性であれば効果が高く、樹脂が埋まっていてもよいが空隙であることが好ましい。このように、回転子側前方小孔７０Ｆ及び回転子側後方小孔７０Ｒを空隙とすることで、生産性に優れる。

　回転子外周面２０Ｓから回転子側前方小孔７０Ｆまでの寸法Ｍは、回転子側前方小孔７０Ｆの直径よりも小さくすることで、回転子２０と固定子３０との間のエアギャップ中の磁束密度の低減効果を高めることができる。
　また、回転子外周面２０Ｓから回転子側後方小孔７０Ｒまでの寸法Ｎは、回転子側後方小孔７０Ｒの直径よりも小さくすることで、回転子２０と固定子３０との間のエアギャップ中の磁束密度の低減効果を高めることができる。
　なお、回転子外周面２０Ｓからフラックスバリア６０までの寸法Ｑ、回転子外周面２０Ｓから回転子側前方小孔７０Ｆまでの寸法Ｍ、及び回転子外周面２０Ｓから回転子側後方小孔７０Ｒまでの寸法Ｎは同一とすることが好ましい。

　固定子３０は、回転子２０とエアギャップを介して配置される。固定子３０は、ステータコアシートが回転軸４の軸方向に積層されて構成される。ステータコアシートは、厚さが０．３ｍｍ程度の電磁鋼板であり、固定子３０は磁性体で構成されている。
　固定子３０は、回転子２０の回転軸４を中心とした環状の固定子ヨーク３１と、固定子ヨーク３１から回転子２０に向かって延出した複数の固定子ティース３２と、固定子ティース３２間に形成されるスロット３３とを有している。スロット３３には巻線（図示せず）が配置される。
　なお、本実施例における固定子３０は、固定子ティース３２ごとに複数に分割された分割固定子が円環状に配置されることで形成されている。

　固定子ティース３２は、絶縁材（図示せず）を介して巻線（図示せず）が巻かれる固定子ティース基部３２Ａと、固定子ティース基部３２Ａの先端に形成される固定子ティース先端部３２Ｂとを有している。
　固定子ティース先端部３２Ｂは、回転子２０の回転子外周面２０Ｓと対向する固定子ティース内周面３２Ｓを形成している。
　固定子ティース先端部３２Ｂは、固定子ティース基部３２Ａの周方向の幅Ｔよりも両側に張り出して形成されている。この張り出して形成される固定子ティース内周面３２Ｓの両側部には、端部に向かってエアギャップが漸次拡大する固定子ティース内周テーパー面３２Ｓａが形成されている。

　固定子ティース先端部３２Ｂには１つの固定子側小孔８０を形成している。固定子側小孔８０は、磁気抵抗を高めるものであり、非磁性であれば効果が高く、樹脂が埋まっていてもよいが空隙であることが好ましい。このように、固定子側小孔８０を空隙とすることで、生産性に優れる。
　固定子ティース基部３２Ａを形成する一対の固定子ティース基部側面を、回転子２０の回転方向に位置する前方固定子ティース基部側面３２ＡＦと、回転子２０の反回転方向に位置する後方固定子ティース基部側面３２ＡＲとすると、固定子側小孔８０は、後方固定子ティース基部側面３２ＡＲから幅１／３Ｔの範囲に配置する。より好ましくは、固定子側小孔８０は、後方固定子ティース基部側面３２ＡＲから幅１／４Ｔの範囲である。また、固定子側小孔８０は、固定子ティース内周テーパー面３２Ｓａではなく、一定のエアギャップを形成する固定子ティース内周面３２Ｓに沿って配置する。なお、前方固定子ティース基部側面３２ＡＦと後方固定子ティース基部側面３２ＡＲとの間が、固定子ティース基部３２Ａの周方向の幅Ｔである。

　固定子ティース先端部３２Ｂの固定子ティース内周面３２Ｓから固定子側小孔８０までの寸法Ｌを、固定子側小孔８０の直径よりも小さくすることで、回転子２０と固定子３０との間のエアギャップ中の磁束密度の低減効果を高めることができる。
　なお、固定子ティース内周面３２Ｓから固定子側小孔８０までの寸法Ｌは、回転子外周面２０Ｓからフラックスバリア６０までの寸法Ｑ、回転子外周面２０Ｓから回転子側前方小孔７０Ｆまでの寸法Ｍ、及び回転子外周面２０Ｓから回転子側後方小孔７０Ｒまでの寸法Ｎと同一とすることが好ましい。
　また、固定子側小孔８０の直径は、回転子側前方小孔７０Ｆの直径、及び回転子側後方小孔７０Ｒの直径と同一とすることが好ましい。
　なお、本実施例では、固定子側小孔８０、回転子側前方小孔７０Ｆ、及び回転子側後方小孔７０Ｒは円形としているが、楕円形や多角形であってもよい。

　図３は本発明の電動機の効果を示す説明図である。
　本発明の電動機１４には、図２で説明した電動機１４を用い、比較例として図３（ｃ）に示す電動機１４を用いている。
　図３（ｃ）に示す電動機では、固定子側小孔８０及び回転子側後方小孔７０Ｒを形成していない。また、図３（ｃ）に示す電動機１４では、前方フラックスバリア６０Ｆは、後方フラックスバリア６０Ｒと同じ長さとしている。図３（ｃ）に示す電動機１４は、その他の点は図２に示す電動機１４と同一構成とした。
　図３（ａ）は半径方向の力として働く電磁力を示しており、本発明は比較例に対して振幅値を７．６％低減することができている。
　図３（ｂ）はトルク変動を示しており、本発明は比較例に対してトルクリップルを５０％低減することができている。
　なお、本発明による電動機１４は、比較例と同一の効率を維持していた。

　図４は本発明と比較例との磁束密度コンター図である。
　図４（ａ）は図２に示す固定子、図４（ｂ）は図２に示す回転子、図４（ｃ）は図３（ｃ）に示す固定子、図４（ｄ）は図３（ｃ）に示す回転子である。
　図４では、半径方向の力として働く電磁力が同値時における磁束密度を示しており、前方フラックスバリア６０Ｆ、回転子側前方小孔７０Ｆ、回転子側後方小孔７０Ｒ、及び固定子側小孔８０による影響が生じていることが分かる。

　図５は本発明と比較例との電磁力最大時におけるギャップ中の磁束密度を示すグラフである。
　図５に示すように、本発明は比較例に対してギャップ中磁束密度を１ティース分について２．７％低減することができている。

　図６は、本実施例による電動機を用いたスクロール圧縮機、及びこのスクロール圧縮機を用いた冷凍装置の構成図である。
　本実施例による圧縮機１０は、密閉容器１内に、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部１３と、圧縮機構部１３を駆動する電動機１４とを備えている。
　密閉容器１内は、圧縮機構部１３によって、一方の容器内空間と他方の容器内空間に分割している。そして、他方の容器内空間には、電動機１４を配置している。
　また、他方の容器内空間は、電動機１４によって、圧縮機構側空間と貯オイル側空間に分割している。そして、貯オイル側空間には、貯オイル部１１を配置している。
　密閉容器１には、吸入管２と吐出管３とが溶接によって固定されている。吸入管２と吐出管３とは密閉容器１の外部に通じ、冷凍サイクルを構成する部材と接続されている。吸入管２は密閉容器１の外部から冷媒ガスを導入し、吐出管３は一方の容器内空間から密閉容器１の外部に冷媒ガスを導出する。

　主軸受部材７ａは、密閉容器１内に溶接や焼き嵌めなどで固定され、回転軸４を軸支している。回転軸４は、一方を主軸受部材７ａで軸支され、他方を軸受７ｂで軸支される。この主軸受部材７ａには、固定スクロール１３ｊがボルト止めされている。固定スクロール１３ｊと噛み合う旋回スクロール１３ｋは、主軸受部材７ａと固定スクロール１３ｊとで挟み込まれている。固定スクロール１３ｊ及び旋回スクロール１３ｋは、スクロール式の圧縮機構部１３を構成している。
　旋回スクロール１３ｋと主軸受部材７ａとの間には、オルダムリングなどによる自転拘束機構９を設けている。自転拘束機構９は、旋回スクロール１３ｋの自転を防止し、旋回スクロール１３ｋが円軌道運動するように案内する。旋回スクロール１３ｋは、回転軸４の上端に設けている偏心部４ａにて偏心駆動される。この偏心駆動により、固定スクロール１３ｊと旋回スクロール１３ｋとの間に形成している圧縮室は、圧縮機構部１３の外周から中央部に向かって移動し、容積を小さくして圧縮を行う。

　電動機１４は、回転軸４を中心に回転自在に配置された回転子２０と、回転子２０とエアギャップを介して配置された固定子３０とを有する。なお、電動機１４の構成については図２と同一であるため説明を省略する。

　冷媒は、吸入管２から圧縮機構部１３に吸入され、圧縮機構部１３で圧縮される。その後、冷媒は、吐出管３から吐出される。
　本実施例による冷凍装置は、圧縮機１０、凝縮器１７、減圧装置１８、及び蒸発器１９が配管によって環状に接続されている。凝縮器１７では吐出管３から吐出される冷媒を凝縮し、減圧装置１８では凝縮器１７で凝縮された冷媒を減圧し、蒸発器１９では減圧装置１８で減圧された冷媒を蒸発させる。
　蒸発器１９で蒸発された冷媒は、吸入管２から圧縮機１０に戻される。
　図６に示す圧縮機１０は、回転軸４の一端（下端）を軸受７ｂで受け、回転軸４の他端（上端）を主軸受部材７ａで受けるため軸振れは生じにくいが、電動機１４からの振動は密閉容器１に伝わりやすいため、径方向の電磁力の抑制と回転方向のトルクムラであるトルクリップルの抑制を同時に実現できる電動機１４による低振動化の効果が高い。

　図１及び図６に示すように、本実施例による電動機１４は、回転軸４に圧縮機構部１３を連結し、圧縮機構部１３によって冷媒を圧縮する圧縮機１０に適している。
　なお、本実施例では、縦型の圧縮機１０を用いて説明したが、横置き型の圧縮機１０であっても同様に効果があり、例えば車載用圧縮機にも適している。また、図１ではロータリー圧縮機を示し、図６ではスクロール圧縮機を示したが、レシプロ圧縮機やその他の圧縮機であってもよい。
　　車載用圧縮機では、特に低騒音化が必要とされるため、径方向の電磁力と回転ムラであるトルクリップルの抑制を同時に実現できる本実施例による電動機１４を用いることで低振動による低騒音の効果が高い。
　また、本実施例による電動機１４を用いた圧縮機１０を、凝縮器１７、減圧装置１８、及び蒸発器１９とともに配管によって環状に接続した冷凍装置では、トルクを低下させることなく、低振動による低騒音と、高効率化を実現することができる。

　以上のように、本実施例による電動機１４は、固定子側小孔８０を、後方固定子ティース基部側面３２ＡＲから幅１／３Ｔの範囲に配置し、前方フラックスバリア６０Ｆを、後方フラックスバリア６０Ｒよりも長くし、前方フラックスバリア６０Ｆの後端に回転子側前方小孔７０Ｆを形成し、後方フラックスバリア６０Ｒの前端に回転子側後方小孔７０Ｒを形成することで、高効率を維持して、径方向の電磁力の抑制と、回転方向のトルクムラであるトルクリップルの抑制を同時に実現できる。
　特に、固定子側小孔８０を１つとし、回転子側前方小孔７０Ｆ及び回転子側後方小孔７０Ｒをそれぞれ２つとすることで、径方向の電磁力の変動幅を低減できるとともに、トルクリップルを大幅に低減できる。
　なお、本実施例では、固定子ティース３２ごとに複数に分割された固定子３０が円環状に配置されるものを示したが、一体化された固定子３０においても同様である。

　本発明の圧縮機は、温水暖房装置、屋内用空気調和装置、車載用空気調和装置、給湯器、冷蔵庫、ショーケース、チラー、又は冷凍機などの機器に有用である。

　１　密閉容器
　２　吸入管
　３　吐出管
　４　回転軸
　４ａ　偏心部
　７ａ　主軸受部材
　７ｂ　軸受
　１０　圧縮機
　１１　貯オイル部
　１３　圧縮機構部
　１３ａ　シリンダ
　１３ｂ　ピストン
　１３ｃ　主軸受
　１３ｄ　副軸受
　１３ｊ　固定スクロール
　１３ｋ　旋回スクロール
　１４　電動機
　１６　アキュムレータ
　１７　凝縮器
　１８　減圧装置
　１９　蒸発器
　２０　回転子
　２０Ｓ　回転子外周面
　２１　ロータコア
　２２　永久磁石
　２３　貫通孔
　２４　ロータ冷媒通路
　３０　固定子
　３１　固定子ヨーク
　３２　固定子ティース
　３２Ａ　固定子ティース基部
　３２Ｂ　固定子ティース先端部
　３２ＡＦ　前方固定子ティース基部側面
　３２ＡＲ　後方固定子ティース基部側面
　３２Ｓ　固定子ティース内周面
　３２Ｓａ　固定子ティース内周テーパー面
　３３　スロット
　６０　フラックスバリア
　６０Ｆ　前方フラックスバリア
　６０Ｒ　後方フラックスバリア
　７０Ｆ　回転子側前方小孔
　７０Ｒ　回転子側後方小孔
　８０　固定子側小孔
　Ｌ　固定子ティース内周面から固定子側小孔までの寸法
　Ｍ　回転子外周面から回転子側前方小孔までの寸法
　Ｎ　回転子外周面から回転子側後方小孔までの寸法
　Ｐ　極数
　Ｑ　回転子外周面からフラックスバリアまでの寸法
　Ｔ　固定子ティース基部の周方向の幅

Claims

　回転軸を中心に複数の永久磁石を配置した回転子と、
前記回転子とエアギャップを介して配置された固定子と
を有し、
前記固定子は、
前記回転軸を中心とした環状の固定子ヨークと、
前記固定子ヨークから前記回転子に向かって延出した複数の固定子ティースと、
前記固定子ティース間に形成されるスロットと
を有し、
前記スロットには巻線が配置され、
前記固定子ティースは、
前記巻線が巻かれる固定子ティース基部と、
前記回転子と対向する固定子ティース内周面を形成する固定子ティース先端部と
を有し、
前記回転子には、前記永久磁石の両端から前記永久磁石の磁極中心に向けて延びるフラックスバリアを有し、
前記フラックスバリアは、前記回転子の回転子外周面に沿って形成されて、前記永久磁石よりも前記固定子側に配置され、
前記フラックスバリアとして、
前記回転子の回転方向に形成する前方フラックスバリアと、
前記回転子の反回転方向に形成する後方フラックスバリアと
を有する電動機であって、
前記固定子ティース先端部には固定子側小孔を形成し、
前記固定子ティース基部を形成する一対の固定子ティース基部側面を、前記回転子の前記回転方向に位置する前方固定子ティース基部側面と、前記回転子の前記反回転方向に位置する後方固定子ティース基部側面とし、前記固定子ティース基部の周方向の幅をＴとしたときに、
前記固定子側小孔を、前記後方固定子ティース基部側面から幅１／３Ｔの範囲に配置し、
前記前方フラックスバリアを、前記後方フラックスバリアよりも長くし、
前記前方フラックスバリアの後端に回転子側前方小孔を形成し、
前記後方フラックスバリアの前端に回転子側後方小孔を形成した
ことを特徴とする電動機。
　前記前方フラックスバリアを、前記回転軸の中心に対して角度αの範囲に形成し、
前記回転子の極数をＰとすると、
磁極の中心を基準として
前記角度αを、４≦α≦１２０／Ｐ
の範囲とした
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
　前記固定子側小孔、前記回転子側前方小孔、及び前記回転子側後方小孔を空隙とした
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
　前記固定子側小孔、前記回転子側前方小孔、及び前記回転子側後方小孔を円形とした
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
　前記固定子ティース先端部の前記固定子ティース内周面から前記固定子側小孔までの寸法Ｌを、前記固定子側小孔の直径よりも小さくした
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
　前記回転子外周面から前記回転子側前方小孔までの寸法Ｍを、前記回転子側前方小孔の直径よりも小さくした
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
　前記回転子外周面から前記回転子側後方小孔までの寸法Ｎを、前記回転子側後方小孔の直径よりも小さくした
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
　前記回転子外周面から前記フラックスバリアまでの寸法Ｑを、前記フラックスバリアの径方向幅よりも小さくした
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
　前記固定子側小孔を１つとし、前記回転子側前方小孔及び前記回転子側後方小孔をそれぞれ２つとした
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
　請求項１から請求項９に記載の電動機を用いた圧縮機であって、
前記回転軸に圧縮機構部を連結し、
前記圧縮機構部によって冷媒を圧縮する
ことを特徴とする圧縮機。
　請求項１０に記載の圧縮機を用いた機器であって、
前記圧縮機、凝縮器、減圧装置、及び蒸発器を配管によって環状に接続した
ことを特徴とする機器。